memcache数据存储原理
发布日期:2025-04-13 16:19:18 浏览次数:12 分类:精选文章

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memcache 数据存储与数据淘汰机制解析

1. memcache 数据存储方式

memcache 是一种高效的缓存存储解决方案,其核心存储机制基于 slab(块)算法。这种算法通过将内存划分为固定大小的块(slab页),然后对每个slab页进行智能分割,实现对不同数据项的存储管理。

具体来说,memcache 会按照以下步骤存储数据:

  • 申请 slab 页:系统会向操作系统申请若干1MB大小的内存块(称为 slab 页)。
  • 分割 chunk:每个 slab 页会被分割成若干个大小不同的小块(chunk)。这些 chunk 的大小是根据预设的规则(默认 factor=1.25 倍)动态确定的。
  • 分配 chunk:系统会将这些 chunk 按照一定策略分配给用户使用,确保内存利用率最大化。
  • 这种分层结构使得 memcache 能够灵活管理内存资源,支持不同大小的数据项存储需求。

    2. memcache 数据淘汰机制

    在缓存容量有限的情况下,memcache 需要采用有效的数据淘汰策略以释放内存。最常用的算法是 LRU(Least Recently Used,最近使用最少的),其工作原理如下:

  • 初始化缓存:设定缓存容量(如4个槽),初始为空。
  • 数据访问序列:按照一定顺序访问数据项。
  • 缓存命中与更新:每次访问都会导致缓存命中,并将数据项的使用频率更新。
  • 淘汰策略:当缓存容量达到上限时,系统会选择最近使用次数最少的数据项进行淘汰。
  • 以下是一个典型的例子,帮助理解 LRU 淘汰机制:

    例子:缓存容量为4,初始为空,数据访问序列为:1,5,1,3,5,2,4,1,2

    • 步骤1:访问1,缓存为空,缓存入存(1)。
    • 步骤2:访问5,缓存入存(1,5)。
    • 步骤3:访问1,命中,更新为最近使用(1,5)。
    • 步骤4:访问3,缓存入存(1,5,3)。
    • 步骤5:访问5,命中,更新为最近使用(1,5,3)。
    • 步骤6:访问2,缓存入存(1,5,3,2)。
    • 步骤7:访问4,缓存容量已满,淘汰最近未使用的1,缓存变为(5,3,2,4)。
    • 步骤8:访问1,缓存中无1,缓存入存(5,3,2,4)。
    • 步骤9:访问2,命中,更新为最近使用(5,3,2,4)。
    • 步骤10:访问2,命中,更新为最近使用(5,3,2,4)。

    结果

    • 命中次数:1,5,1,3,5,2,4,1,2 共命中9次。
    • 即将淘汰的数据项:5,3,2,4 中最久未使用的3。

    这种机制确保了缓存的高效利用,能够在高并发场景下保持稳定性能。

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    做的很好,不错不错
    [***.243.131.199]2025年05月21日 03时18分20秒